钙肥添加对杉木人工林幼苗生长的影响分析.pdf

林业勘察设计2023年第1期钙肥添加对杉木人工林幼苗生长的影响分析林建东*（顺昌县国有林场，福建 南平353200）摘要：为探究钙肥添加对杉木幼苗人工培育的影响，开展野外造林地氮、磷、钙肥施肥试验，测定自2021年4月末（T0）施肥后至7月末（T1）、7月末至10月末（T2）、10月末至次年4月末（T3）等3个生长期的杉木幼苗生长状况，研究结果表明：T0T1生长期，采用低磷施肥处理时杉木苗高及地径生长量均随钙肥配施量的增大而提高，而高浓度钙与磷肥配施对杉木生长表现出一定的抑制作用；T1T2生长期，不配施钙肥时大量的氮、磷肥施用对杉木幼苗的生长表现出一定的抑制性，而配施钙肥后，杉木幼苗苗高及地径生长量随着氮、磷肥施用量的增大而提高；T2T3生长期相比于其它处理，配施钙肥量的提升对低氮高磷施肥处理下的杉木幼苗生长状况具有明显的促进作用。由此可见，适量的钙肥配施可减少氮、磷肥施用量并有利于杉木人工幼苗的生长，研究可为南方杉木人工林抚育经营施肥改良提供理论依据。关键词：钙添加；杉木；生长状况中图分类号：S725.5文献标码：A文章编号：1004-2180（2023）01-0053-03钙是地壳中含量最为丰富的碱土金属元素1，也是植物生长的必需营养元素之一2。众多研究表明，钙对植物抗逆生产能力有重要的调节作用3，如酸性土壤条件下钙的存在有利于维持细胞膜的正常结构，增强细胞的抗酸能力4-5；因此钙肥的使用对增强土壤稳产能力，提高森林质量具有重要意义。通常情况下因供应不足而出现的植物缺钙现象较为罕见，因此人们往往忽视钙肥在森林抚育施肥中的使用，关于钙添加在规模性森林施肥中的应用也鲜有研究。为探究造林树种对钙肥添加的施肥效应，本研究选择我国南方重要造林树种杉木（Cunninghamia lanceolata）为研究对象，在福建省顺昌县国有林场开展野外造林地钙添加施肥试验，通过测定杉木幼苗苗高、地径等生长状况，探究不同氮、磷肥施用浓度下钙肥添加对杉木幼苗的施肥效应，为我国南方杉木人工林抚育经营提供理论依据和支持。1材料与方法1.1试验地概况试验地位于福建省南平市顺昌县国有林场，总面积2632.79 km2，坐标1172911814 E、26382712 N，属中亚热带海洋性季风气候，温和湿润，雨量充沛，年平均降水量2144.2 mm，无酷暑与严寒，全年无霜期305d。试验地土壤以黄红壤、黄棕壤为主，土层深厚，土壤肥沃，富含有机质。该地自古以来是福建省杉木中心产区，素有“杉木之乡”之美誉。1.2样地及施肥设置本次施肥试验以2021年杉木新造林地为对象，采用完全随机区组设计，氮、磷肥选用尿素及磷酸二氢钾，分别设置2个浓度梯度，钙肥选用碳酸钙粉末，设置3个浓度梯度，共12种处理（表1）。按照区组设置5个30m 40 m大样地，每个大样地划分为10m 10 m作者简介：林建东（1973-），男，福建永泰人，林业工程师，主要从事森林资源经营管理等，（E-mail）。*表1各梯度施肥水平kg/hm2编号施肥组合氮肥磷肥钙肥1N1P1Ca0505002N1P1Ca150501003N1P1Ca250502004N1P2Ca05010005N1P2Ca1501001006N1P2Ca2501002007N2P1Ca01005008N2P1Ca1100501009N2P1Ca21005020010N2P2Ca0100100011N2P2Ca110010010012N2P2Ca210010020053林业勘察设计2023年第1期的样地对应12个不同处理，施肥方式为穴施。试验于2021年4月末开始，施肥后挂相应吊牌便于后期采样和辨认。施肥后每3个月进行生长监测并采样一次，样品带回实验室进行各指标测定。1.3数据调查自2021年4月末（T0）施肥后每3个月进行一次样地调查，每株幼苗用塔尺测定幼苗基部到顶部的距离作为幼苗的自然高度即苗高，用游标卡尺测量幼苗地径，第一次样地调查时间T1为2021年7月末，第二次样地调查时间T2为2021年10月末，第三次样地调查时间T3为2022年4月末，2022年1月末为非生长季不进行采样。每次调查测量每株挂牌杉木的苗高地径。2结果与分析2.1钙肥添加对杉木幼苗苗高生长量的影响利用方差分析研究不同施肥处理下杉木幼苗的苗高生长量差异（表2），结果表明：在T0T1生长期内，未添加钙肥（Ca0）时，低氮低磷（N1P1）处理的苗高生长量显著低于其他处理；中钙（Ca1）添加处理各施肥处理间无显著差异；在高钙（Ca2）添加处理中，低磷（P1）添加处理苗高生长量显著大于高磷（P2）添加处理。当磷肥添加量为低浓度P1时，高钙（Ca2）添加处理苗高生长量显著高于低钙（Ca0）及中钙（Ca1）添加处理；当磷肥添加量为高浓度P2时，高钙（Ca2）添加处理苗高生长量显著大于其余钙添加处理。在T1T2生长期，未添加钙肥（Ca0）时，高氮低磷（N2P1）处理的苗高生长量显著高于其他处理；在中钙（Ca1）添加处理中，仅有N2P1处理苗高生长量显著低于N1P1；在高钙（Ca2）添加处理中，当氮肥量为高浓度N2时，N2P1与N2P2苗高生长量显著大于低浓度氮肥处理组N1P1及N1P2。当氮肥添加量为低浓度N1时，高钙（Ca2）添加处理苗高生长量显著小于其他钙添加处理；当氮肥及磷肥添加量均为高浓度（N2P2）时，高钙（Ca2）添加处理苗高生长量显著大于其他钙添加处理。在T2T3生长期内，未添加钙（Ca0）时，低氮高磷（N1P2）处理苗高生长量显著低于其他处理；在中钙（Ca1）添加处理中，N2P2组苗高生长量显著低于其他处理；在高钙（Ca2）添加处理中，N1P2的苗高生长量显著大于其他处理。在N1P1及N2P2处理组中，苗高生长量在钙肥浓度梯度上的变化相似，均在中钙添加时为最低值，而在钙肥浓度继续提升时表现出一定程度的回升；相对而言，钙肥浓度的提升对N1P2杉木苗高生长量表现出更为明显的促进作用，其中高钙（Ca2）浓度处理苗高生长量显著高于中、低钙（Ca1、Ca0）处理组。2.2钙肥添加对杉木幼苗地径生长量的影响利用方差分析研究不同施肥处理下杉木幼苗的地径生长量差异（表3），结果表明：在T0T1生长期内，未添加钙肥（Ca0）时，高磷（P2）处理的杉木地径生长量显著高于低磷（P1）施肥处理；在中钙（Ca1）添加处理中，低氮高磷（N1P2）处理地径生长量显著高于其他处理；在高钙（Ca2）添加处理中，高氮高磷（N2P2）处理地径生长量显著低于其他处理。当P肥添加量为低浓度P1时，高钙（Ca2）添加处理组地径生长量显著高于低钙（Ca0）及中钙（Ca1）添加处理组；当氮、磷肥添加量均为高浓度（N2P2）时，高钙（Ca2）添加处理杉木幼苗地径生长量显著小于其他钙添加处理。在T1T2生长期，其中采用N1P1Ca0处理时地径生长量最小，N2P2Ca2处理时地径生长量最大。在本研究选取的3个钙处理浓度中，当施钙浓度相同时，除去Ca0N2P2处理，杉木地径生长量均随着氮、磷肥施肥生长季钙处理苗高生长量N1P1N1P2N2P1N2P2T0T1Ca013.506.01Bb20.965.22 Aa18.526.85 Ab20.188.31 AaCa116.4310.59Ab19.3812.30 Aa14.128.38 Ab18.2011.41 AaCa226.353.26Aa13.436.09 Bb28.209.34 Aa6.186.22 CbT1T2Ca057.2020.37ABa52.9214.43 Ba64.1413.49 Aa52.3219.62 BbCa159.283.33Aa52.4612.31 ABa43.372.47 Bb54.9615.90 ABbCa244.1127.40Bb41.2719.27 Bb65.3220.49 Aa62.4013.04 AaT2T3Ca049.1111.62Aa12.3013.30 Cc20.0919.48 Bc49.0012.31 AaCa136.888.09Cb37.4019.28 Ab26.6813.00 Bb16.885.85 CcCa241.221.95Bab86.1048.12Aa37.705.10Ba37.9014.16 Bb表2不同钙肥添加下杉木幼苗苗高生长量差异cm54林业勘察设计2023年第1期量的增加不断增大。而当氮肥添加量为高浓度N2时，高钙（Ca2）添加处理杉木地径生长量显著大于中钙（Ca1）添加处理。在T2T3生长期内，未添加钙肥（Ca0）时，低氮低磷（N1P1）处理的地径生长量显著高于其他处理，而低氮高磷（N1P2）处理的地径生长量显著低于其他处理；在中钙（Ca1）添加处理中，N2P1处理地径生长量显著低于其他处理；在高钙（Ca2）添加时，N1P2处理地径生长量显著大于其他处理。除低氮低磷（N2P1）处理组外，其余氮、磷肥添加梯度中杉木地径生长量均随着钙肥施肥量的增大而增大，且高钙（Ca2）添加处理时的地径生长量显著高于其余钙添加处理。3结论通过杉木幼苗培育的钙肥添加实验结果表明：采用不同氮、磷、钙配比施肥时杉木幼苗在不同生长期的生长状况存在差异。在T0T1生长期，低磷肥施用处理的杉木苗高及地径生长量均随钙肥施肥量的增大而提高，但高浓度钙肥与高浓度磷肥同步配施对杉木的生长表现出一定的抑制作用，这可能是钙肥及磷肥对出苗期或扎根期的杉木幼苗存在一定的拮抗作用。在T1T2生长期，大量施用氮、磷肥而未配施钙肥对杉木幼苗的生长表现出一定的抑制性，而同时配施大量钙肥处理时，杉木幼苗苗高及地径生长量则随着氮、磷肥施用量的增大而提高，究其原因可能是钙肥施用提高了土壤有效钙浓度，从而提高植物体钙含量，增强了根细胞的细胞膜稳定性，使幼苗根系在高浓度肥料环境中仍能正常对水分及养分进行吸收进而促进了幼苗生长。T2T3生长期相比于其它生长期的处理，钙肥施用量的提高对低氮高磷施肥处理下的杉木幼苗生长状况具有较大影响，尤其是高钙浓度配施的苗高及地径生长量为低钙浓度的5倍以上，由此可见，在杉木幼苗培育过程中，在传统氮磷肥施用中配施适量的钙肥有利于促进杉木幼苗生长，并且随着生长期的延续，施用钙肥在一定程度上可缓解过量施用氮磷肥可能带来的生长负面影响6-7。但由于受野外实验条件与施肥实验周期仅有一年多的影响，实验的生产实用性仍有待于验证，后续将对如何更好的确定最佳的肥料配施比例做进一步的研究。参考文献1刘玉秀，黄淑华，王景琳，等.小麦籽粒钙元素含量的研究进展J.作物学报，2021，47（2）：187-196.2苏迪，鲍恩俣，王进.适钙植物报春苣苔根际土壤微生物群落结构J.中国农业科技导报，2020，22（10）：149-156.3蒋廷惠，占新华，徐阳春，等.钙对植物抗逆能力的影响及其生态学意义J.应用生态学报，2005（5）：971-976.4 JSKA，GERENDS，ULRICH，etal.Physicochemical aspects of ion relations and pH regulation in plantsaquantitative ap-proach J.J.Exp.Bot，1999，50（336）：1101-1114.5 GIRALDEZ-RUIZ N，BONILLA I，FERNANDEZ-PINAS F.Role of external calcium in homeostasis of intracellular pH in thecyanobacterium Anabaena sp.strain PCC7120 exposed to low pH.J.The New phytologist，1999，141（2）：225-230.6陈茂春.花生施用钙肥的作用和方法J.新农村，2010，321（6）：24.7朱纵宇.钙的生理作用及钙肥的施用方法J.西北园艺（果树），2015，222（6）：5-8.表3不同钙添加下杉木幼苗地径生长量差异cm生长季钙处理地径生长量N1P1N1P2N2P1N2P2T0T1Ca01.360.91 Bb1.960.90 Aa1.260.70 Bb1.860.79 AaCa11.200.71 Bb2.000.93 Aa1.220.88 Bb1.200.45 BbCa22.070.46Ba2.060.50 Ba2.901.51 Aa0.630.52 CcT1T2Ca04.922.47Ca6.342.71 Ba7.712.56 Aa6.313.06 BcCa15.134.24 Ba5.242.79 Cb5.741.34 BCb7.122.41 AbCa25.153.34 Ba5.164.44 Bb7.984.07 Aa8.050.53 AaT2T3Ca08.693.91 Aa1.580.30 Dc4.212.40 Cb5.672.01 BcCa17.253.12 Ab7.542.96 Ab4.210.14 Cb6.673.47 BbCa27.300.71 Cb9.243.16 Aa7.130.35 Ca8.212.14 Ba55